laporan praktikum penyearah terkontrol dan tak terkontrol setengah gelombang PDF

Preview

Summary

Nama : Evianita Dewi Fajrianti NRP : 3110161003 Dosen : Aprilely Ajeng Fitriana Praktikum : Penyearah Terkontrol Setengah Gelombang Tanggal : 12 Maret 2018 Teknik Mekatronika Politeknik Elektronika Negeri Surabaya BAB 1 PENYEARAH TERKONTROL SETENGAH GELOMBANG (CONTROLLED HALF-WAVE RECTIFIER) A. TUJU...

Description

Accelerat ing t he world's research.

laporan praktikum penyearah terkontrol dan tak terkontrol setengah gelombang Evianita Dewi Fajrianti

Related papers

Download a PDF Pack of t he best relat ed papers 

penyearah t erkont rol set engah gelombang Evianit a Dewi Fajriant i

Pengat ur Tegangan AC Sat u Fasa Evianit a Dewi Fajriant i SIST EM-KONT ROL-ELEKT RO-MEKANIK-ELEKT RONIK-XI-1.pdf Ishri Zulhiana

Nama

: Evianita Dewi Fajrianti

NRP

: 3110161003

Dosen

: Aprilely Ajeng Fitriana

Praktikum : Penyearah Terkontrol Setengah Gelombang Tanggal

: 12 Maret 2018

Teknik Mekatronika Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

BAB 1 PENYEARAH TERKONTROL SETENGAH GELOMBANG (CONTROLLED HALF-WAVE RECTIFIER) A. TUJUAN 1. Mahasiswa dapat memahami prinsip kerja penyearah terkontrol setengah gelombang 2. Mahasiswa dapat memahami karakteristik rangkaian penyearah terkontrol setengah gelombang dengan beban yang berbeda B. DASAR TEORI 1. Penyearah Tak Terkontrol Setengah Gelombang Penyearah jenis ini menggunakan satu buah dioda sebagai komponen penyearah tak terkontrol. Hasil keluaran dari rangkaian ini adalah hanya bagian positif saja dalam satu panjang gelombang dari yang inputannya adalah gelombang sinus yang memiliki bagian positif dan bagian negatif dalam satu panjang gelombangnya. Untuk lebih jelasnya, berikut adalah rangkaian dari penyearah satu fasa setengah gelombang tak terkontrol.

Gambar diatas merupakan rangkaian penyearah satu fasa setengah gelombang tak terkontrol dengan beban resistif. Dari gambar tersebut, dapat diketahui bahwa kerja dari rangkaian tersebut dapat dibagi menjadi 2, yaitu 1. Ketika arus input adalah positif, maka dioda dibias maju, sehingga terdapat arus yang mengalir dari sumber ke beban. Pada gambar kurva kanan bawah, tampak bahwa terdapat gelombang positif yang menandakan bahwa terdapat arus yang mengalir pada beban. Beban resistif memiliki faktor daya unity (cos phi = 1), sehingga tidak ada perbedaan sudut fasa antara kurva tegangan dengan arus. 2. Ketika arus input adalah negatif, maka dioda akan dibias mundur, sehingga arus tidak dapat mengalir pada beban karena dioda memblok aliran arus. Pada gambar kurva kanan bawah, tampak bahwa tidak ada arus yang mengalir pada beban. Sehingga kurva berbentuk garis lurus nol.[1]

2. Penyearah Terkontrol Setengah Gelombang Rangkaian penyearah merupakan rangkaian yang mengkonversikan tegangan ac menjadi dc. Gambar 1.1 menunjukkan rangkaian penyearah terkontrol setengah gelombang yang menggunakan satu thyristor untuk mengontrol tegangan pada beban. Pada setengah siklus positif dari tegangan sumber, thyristor akan ON jika terminal gate diberikan sinyal trigger dengan sudut penyalaan α. Sedangkan pada setengah siklus berikutnya, yaitu pada siklus negatif, thyristor akan OFF. Gambar tegangan keluaran penyearah terkontrol setengah gelombang ditunjukkan oleh Gambar 1.2.

Gambar 1.1 Rangkaian penyearah terkontrol setengah gelombang dengan beban R

Gambar 1.2 Tegangan masukan dan keluaran dari rangkaian penyearah terkontrol setengah gelombang dengan beban R

Tegangan rata-rata dari beban ditunjukkan oleh persamaan berikut: (1.1)

merupakan tegangan puncak dari sumber tegangan. adalah sudut penyalaan gate thyristor. Dari persamaan (1.1), perubahan sudut penyalaan akan mengatur tegangan rata-rata dari beban. Tegangan rms pada beban ditunjukkan oleh persamaan berikut: (1.2) Yang membedakan antara rangkaian terkontrol dengan tak terkontrol adalah komponen penyearah yang digunakannya. Penyearah jenis ini menggunakan komponen penyearah terkontrol, seperti thyristor atau SCR (Silicon Controlled Rectifier), IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), MOSFET (Metal Oxide Silicon Field Ef ect Transistor), dll. Terkontrol dalam hal ini maksudnya adalah penyearah ini dapat dipicu pada sudut tertentu sehingga dapat menghasilkan keluaran sesuai dengan yang diinginkan. Untuk memicu komponen penyearah tersebut, kita harus mengetahui terlebih dahulu karakteristik dari masing-masing komponennya. Untuk memicu Thyristor dibutuhkan arus pemicuan, sedangkan untuk memicu IGBT dibutuhkan tegangan pemicuan. Komponen yang satu dengan yang lain memiliki jenis dan besar pemicuan yang berbedabeda. Hasil keluaran dari rangkaian ini adalah hanya bagian positif saja dalam satu panjang gelombang dari yang inputannya adalah gelombang sinus yang memiliki bagian positif dan bagian negatif dalam satu panjang gelombangnya, namun dapat dipicu pada sudut tertentu. Untuk lebih jelasnya, berikut adalah rangkaian dari penyearah satu fasa setengah gelombang terkontrol.[2] C. RANGKAIAN PERCOBAAN

Gambar 1.3 Rangkaian percobaan

D. ALAT DAN BAHAN 1. 1 set Modul Elektronika Daya: Driver Modul dan SCR Module 2. Oscilloscope 3. Kabel probe oscilloscope

4. Kabel secukupnya 5. Resistor 10k , 100Ω, dan 10Ω E. LANGKAH PERCOBAAN 1. Rangkailah SCR Module seperti Gambar 1.3 2. Berikan supply tegangan DC 12V dan tegangan AC 12 V pada Driver Module 3. Hubungkan terminal GATE 1 pada Driver Module dengan salah satu GATE pada SCR module 4. Atur sudut penyalaan α dengan metuning potensio 10K pada driver modul sesuai dengan sudut penyalaan yang diminta pada Tabel 1.1. Gunakan CH2 pada oscilloscope untuk mengetahui besar sudut penyalaan. 5. Gunakan oscilloscop dual input, CH1 untuk mengamati tegangan masukan dan CH2 untuk mengamati tegangan keluaran 6. Dengan menggunakan oscilloscope, amati perubahan tegangan terhadap perubahan sudut penyalaan dan gambarlah pada kertas grafik bentuk gelombang keluaran pada beban R 7. Ukur pula harga tegangan keluaran dc pada beban R 8. Dari gambar yang dihasilkan oleh langkah no.4, hitung tegangan keluaran rata-rata dan tegangan rms pada beban menggunakan persamaan (1.1) dan (1.2) 9. Ulangi langkah no.1 sampai dengan 8 untuk nilai beban dan sudut penyalaan yang berbeda 10. Bandingkan hasil yang diperoleh pada Tabel 1.1 kemudian berilah analisa dan kesimpulan F. DATA PENGUKURAN Tabel 1.1 Pengukuran dan Perhitungan Rangkaian Penyearah Terkontrol Setengah Gelombang 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12

10.000 25˚ 10.000 50˚ 10.000 75˚ 10.000 90˚ 10.000 115˚ 10.000 140˚ 10.000 165˚ 100 25˚ 100 50˚ 100 75˚ 100 90˚

(Volt)

(Volt)

12 12 12 12 12 12 12 12 12 12

100 100 100 10 10 10 10 10 10 10

115˚ 140˚ 165˚ 25˚ 50˚ 75˚ 90˚ 115˚ 140˚ 165˚

G. PERTANYAAN DAN TUGAS 1. Bandingkan hasil yang didapat dari tabel pengukuran. Apakah pengaruh sudut penyalaan α terhadap tegangan rata-rata dc dan tegangan rms pada beban? Gambarkan grafik hubungan: a. Tegangan rata-rata dc dengan sudut penyalaan b. Tegangan rms pada beban dengan sudut penyalaan 2. Buatlah simulasi menggunakan PSIM. 3. Bandingkan hasil yang diperoleh dari percobaan yang telah dilakukan dengan simulasi hasil simulasi menggunakan PSIM. 4. Analisa hasil yang telah diperoleh dan buatlah kesimpulan.

H. DATA SIMULASI A. Simulasi Penyearah Terkontrol Setengah Gelombang Vs(volt)

R α Vo Vrms (ohm) (Volt) (Volt) 12 10.000 25˚ 3.815 5.948 12 10.000 50˚ 3.134 5.625 12 10.000 75˚ 2.401 4.885 12 10.000 90˚ 1.907 4.242 12 10.000 115˚ 1.101 2.934 12 10.000 140˚ 0.446 1.535 12 10.000 165˚ 0.065 0.367 12 100 25˚ 3.640 5.948 12 100 50˚ 3.137 5.625 12 100 75˚ 2.404 4.885 12 100 90˚ 1.909 4.242 12 100 115˚ 1.102 2.934 12 100 140˚ 0.446 1.535 12 100 165˚ 0.065 0.367 12 10 25˚ 3.640 5.948 12 10 50˚ 3.137 5.625 12 10 75˚ 3.137 5.625 12 10 90˚ 1.909 4.242 12 10 115˚ 1.102 2.934 12 10 140˚ 0.446 1.535 12 10 165˚ 0.065 0.367 . B. Simulasi Penyearah Tak Terkontrol Setengah Gelombang Vs (volt) 12 12 12

R (ohm)

Vo (volt)

Vrms (volt)

10K 100 10

3.815 3.819 3.819

6.000 5.999 5.999

I. JAWABAN 1. Bandingkan hasil yang didapat dari tabel pengukuran. Apakah pengaruh sudut penyalaan α terhadap tegangan rata-rata dc dan tegangan rms pada beban? Gambarkan grafik hubungan: a. Tegangan rata-rata dc dengan sudut penyalaan b. Tegangan rms pada beban dengan sudut penyalaan Pengaruh sudut penyalaan terhadap Vrata-rata dan Vrms yaitu,  Dapat mempengaruhi besar kecilnya Vrata-rata Saat sudut penyalaan diperbesar, maka tegangan rata-rata akan turun. Saat sudut penyalaan diperkecil, maka tegangan rata-rata akan naik.  Dapat mempengaruhi besar kecilnya Vrms Saat sudut penyalaan diperbesar, maka tegangan rms akan turun. Saat sudut penyalaan diperkecil, maka tegangan rms akan naik. a.

Hubungan Tegangan rata-rata dengan sudut penyalaan

Grafik 1. Hubungan Vaverage Dengan Sudut Penyalaan

b.

Hubungan Tegangan Rms Dengan Sudut Penyalaan

2.

Grafik 2. Hubungan Vrms Dengan Sudut Penyalaan

2. Simulasi menggunakan PSIM. a. Simulasi Penyearah Tak Terkontrol Setengah Gelombang

b. Simulasi Penyearah Terkontrol Setengah Gelombang

3. Membandingkan hasil yang diperoleh dari percobaan yang telah dilakukan dengan simulasi hasil simulasi menggunakan PSIM. Hasil yang diperoleh dari simulasi menggunakan PSIM lebih presisi bentuk gelombang dan besar kecilnya nilai dapat diketahui dengan mudah dengan cara memperbesar gelombang pada tampilan grafiknya, dan hasilnya lebih akurat.

J. ANALISA Dari simulasi ini dapat dianalisa bahwa resistansi tidak cukup berpengaruh dalam penyearah gelombang, baik itu terkontrol maupu tak terkontrol. Dapat dilihat dari data hasil simulasi:3.815  Sudut penyalaan 25° Saat sudut penyalaan dibuat sebesar 25° dengan dibebani sebesar 10K ohm didapatkan Vrata-rata 5.948 v dan Vrms 3.640 v. Saat sudut penyalaan dibuat sebesar 25° dengan dibebani sebesar 100 ohm didapatkan Vrata-rata 5.948 v dan Vrms 3.640 v. Saat sudut penyalaan dibuat sebesar 25° dengan dibebani sebebsar 10 ohm didapatan Vrata-rata 5.948dan Vrms 3.640 v.  Sudut penyalaan 90° Saat sudut penyalaan dibuat sebesar 90° dengan dibebani sebesar 10K ohm didapatkan Vrata-rata 1.907 v dan Vrms 4.242 v. Saat sudut penyalaan dibuat sebesar 90° dengan dibebani sebesar 100 ohm didapatkan Vrata-rata 1.909 v dan Vrms 4.242 v. Saat sudut penyalaan dibuat sebesar 90° dengan dibebani sebebsar 10 ohm didapatan Vrata-rata 1.909 v dan Vrms 4.242 v.0.065  Sudut penyalaan 165° Saat sudut penyalaan dibuat sebesar 165° dengan dibebani sebesar 10K ohm didapatkan Vrata-rata 0.367 v dan Vrms 0.065 v. Saat sudut penyalaan dibuat sebesar 165° dengan dibebani sebesar 100 ohm didapatkan Vrata-rata 0.367 v dan Vrms 0.065v. Saat sudut penyalaan dibuat sebesar 165° dengan dibebani sebebsar 10 ohm didapatan Vrata-rata 0.367 v dan Vrms 0.065 v.

K. KESIMPULAN Dari praktikum ini dapat disimpulkan bahwa sudut penyalaan dapat mempengaruhi besar kecilnya tegangan rata-rata Vaverage dan tegangan rms Vrms. Semakin besar sudut penyalaan maka semakin kecil tegangan rata-rata dan tegangan rms. Sedangkan saat sudut penyalaan diperkecil maka tegangan rata-rata dan tegangan rms akan naik, hal ini dapat dilihat dari hubungan grafik pada grafik Sedangkan, resistansi tidak mempengaruhi besar kecilnya tegangan rata-rata dan rms. Dari penyearah terkontrol dan tak terkontrol gelombang tidak dipengaruhi oleh besarnya resistansi.

L. DOKUMENTASI SIMULASI a. 

Simulasi Penyearah Tak Terkontrol Setengah Gelombang

Saat R=10K ohm

Sudut penyalaan 25 dengan beban 10K ohm Vo

Vac

15 10 5 0 -5 -10 -15 0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

Time (s)

Sudut penyalaan 50 dengan beban 10K ohm Vo

Vac

15 10 5 0 -5 -10 -15 0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.06

0.08

0.1

0.06

0.08

0.1

Time (s)

Sudut penyalaan 75 dengan beban 10K ohm Vo

Vac

15 10 5 0 -5 -10 -15 0

0.02

0.04 Time (s)

Sudut penyalaan 90 dengan beban 10K ohm Vo

Vac

15 10 5 0 -5 -10 -15 0

0.02

0.04 Time (s)

Sudut penyalaan 115 dengan beban 10K ohm Vo

Vac

15 10 5 0 -5 -10 -15 0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.06

0.08

0.1

0.06

0.08

0.1

0.06

0.08

0.1

Time (s)

Sudut penyalaan 140 dengan beban 10K ohm Vo

Vac

15 10 5 0 -5 -10 -15 0

0.02

0.04 Time (s)

Sudut penyalaan 165 dengan beban 10K ohm Vo

Vac

15 10 5 0 -5 -10 -15 0

0.02

0.04 Time (s)



Saat R=100 ohm

Sudut penyalaan 25 dengan beban 100 ohm Vo

Vac

15 10 5 0 -5 -10 -15 0

0.02

0.04 Time (s)

Sudut penyalaan 50 dengan beban 100 ohm

Vo

Vac

15 10 5 0 -5 -10 -15 0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.06

0.08

0.1

0.06

0.08

0.1

0.06

0.08

0.1

Time (s)

Sudut penyalaan 75 dengan beban 100 ohm Vo

Vac

15 10 5 0 -5 -10 -15 0

0.02

0.04 Time (s)

Sudut penyalaan 90 dengan beban 100 ohm Vo

Vac

15 10 5 0 -5 -10 -15 0

0.02

0.04 Time (s)

Sudut penyalaan 115 dengan beban 100 ohm Vo

Vac

15 10 5 0 -5 -10 -15 0

0.02

0.04 Time (s)

Sudut penyalaan 140 dengan beban 100 ohm

Vo

Vac

15 10 5 0 -5 -10 -15 0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.06

0.08

0.1

0.06

0.08

0.1

0.06

0.08

0.1

Time (s)

Sudut penyalaan 165 dengan beban 100 ohm Vo

Vac

15 10 5 0 -5 -10 -15 0

0.02

0.04 Time (s)



Saat R=10 ohm

Sudut penyalaan 25 dengan beban 10 ohm Vo

Vac

15 10 5 0 -5 -10 -15 0

0.02

0.04 Time (s)

Sudut penyalaan 50 dengan beban 10 ohm Vo

Vac

15 10 5 0 -5 -10 -15 0

0.02

0.04 Time (s)

Sudut penyalaan 75 dengan beban 10 ohm

Vo

Vac

15 10 5 0 -5 -10 -15 0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.06

0.08

0.1

0.06

0.08

0.1

0.06

0.08

0.1

Time (s)

Sudut penyalaan 90 dengan beban 10 ohm Vo

Vac

15 10 5 0 -5 -10 -15 0

0.02

0.04 Time (s)

Sudut penyalaan 115 dengan beban 10 ohm Vo

Vac

15 10 5 0 -5 -10 -15 0

0.02

0.04 Time (s)

Sudut penyalaan 140 dengan beban 10 ohm Vo

Vac

15 10 5 0 -5 -10 -15 0

0.02

0.04 Time (s)

Sudut penyalaan 165 dengan beban 10 ohm

Vo

Vac

15 10 5 0 -5 -10 -15 0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.06

0.08

0.1

0.06

0.08

0.1

0.06

0.08

0.1

Time (s)

b. Simulasi Penyearah Terkontrol Setengah Gelombang 

Saat R=10K ohm Vo

Vac

15 10 5 0 -5 -10 -15 0

0.02

0.04 Time (s)



saat R=100 ohm Vo

Vac

15 10 5 0 -5 -10 -15 0

0.02

0.04 Time (s)



saat R=10 ohm Vo

Vac

15 10 5 0 -5 -10 -15 0

0.02

0.04 Time (s)

M.

REFERENSI

[1]

http://jendeladenngabei.blogspot.co.id/2012/10/penyearah-satu-fasa-setengah-ge lombang.html [2] http://jendeladenngabei.blogspot.co.id/2012/10/penyearah-satu-fasa-setengah-gelom bang_19.html...